專利名稱：一種基于改性膠原蛋白的貴金屬納米顆粒的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種納米材料的制備方法，特別是一種基于改性膠原蛋白的貴金屬納米顆粒的制備方法，屬于材料制備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
貴金屬納米晶體可以綁定生物大分子如蛋白、酶、DNA在生物標(biāo)記和生物檢測領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用而成為研究的熱點之一。生物大分子由于具有良好的定位和識別能力是理想的制備貴金屬納米晶體的模板材料。近年來研究表明肽鏈由于其特定的生物特性和典型的三維螺旋結(jié)構(gòu)成功地應(yīng)用到納米材料的制備中，如天冬氨酸、賴氨酸、酪氨酸和色氨酸殘基室溫下可以成功地調(diào)控金顆粒生長。膠原蛋白富含甘氨酸、脯氨酸、羥脯氨酸等氨基酸，其結(jié)構(gòu)特征是三螺旋結(jié)構(gòu)，使其分子結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定，并且具有低免疫原性和良好的生物相容性等。膠原蛋白肽鏈中的活性基團包括懸掛雙鍵、-NH2、-SH和-C00H，容易被其他的 生物分子改性，是一較理想的天然高分子材料來調(diào)控納米顆粒生長。Yujing Sun等人利用I型的膠原蛋白制備貴金屬納米顆粒網(wǎng)狀材料。I型的膠原蛋白在溶液的pH〈7時作為貴金屬納米顆粒生長的穩(wěn)定劑和模板。該制備路線與本發(fā)明相比，是引入硼氫化鈉作為貴金屬離子的還原劑。本發(fā)明是應(yīng)用改性膠原蛋白來作為還原劑和穩(wěn)定劑來調(diào)控Au、Ag、Pt和Au-Ag、Ag-Pt納米顆粒增長。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于改性膠原蛋白的貴金屬納米顆粒的制備方法。實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)解決方案為一種基于改性膠原蛋白的貴金屬納米顆粒的制備方法，貴金屬納米顆粒包括單金屬和雙金屬納米顆粒，若制備單金屬納米顆粒為步驟1、2、3，若制備雙金屬納米顆粒為步驟1、2、3、4，所述方法包括如下步驟
步驟I、將一定量的改性膠原蛋白溶于去離子水中，加熱并攪拌；
步驟2、用鹽酸和氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)步驟I中溶液pH ；
步驟3、向步驟2中加入一種貴金屬前驅(qū)體,在60 100°C下反應(yīng)一定時間,制得單金屬納米顆粒膠體；
步驟4、向步驟3中加入另一種貴金屬前驅(qū)體，在60 100°C下繼續(xù)反應(yīng)一定時間，得到雙金屬納米顆粒膠體。步驟I中所述的改性膠原蛋白是膠原蛋白經(jīng)酸或堿部分水解得到，所述的改性膠原蛋白濃度優(yōu)選O. lwt% 10wt%范圍內(nèi)的任一濃度值，所述的加熱溫度為60 100°C。步驟2中所述的pH為I 8。步驟3和4中所述的貴金屬前驅(qū)體為金氯酸或氯金酸鹽、銀鹽、氯鉬酸或氯鉬酸鹽；所述的貴金屬前驅(qū)體總質(zhì)量與改性膠原蛋白的質(zhì)量比為1X10_5 5X10_3;所述制備單金屬納米顆粒的反應(yīng)時間為12 48h ;所述制備雙金屬納米顆粒的總反應(yīng)時間也為12 48h。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點⑴介紹了一種簡單新穎貴金屬納米顆粒的制備方法，以改性的膠原蛋白作為貴金屬納米顆粒生長的模板劑和還原劑，在改性膠原蛋白濃度為O. I wt% 10wt%范圍內(nèi)的任一濃度值，通過改變改性膠原蛋白溶液的pH均可用來調(diào)控納米顆粒的尺寸，開拓納米顆粒制備方法的新研究領(lǐng)域；⑵由于膠原蛋白中多個氨基酸序列對Au、Ag納米顆粒有強烈的綁定作用，貴金屬納米顆粒膠體抗鹽和pH的穩(wěn)定性強，為膠原蛋白在生物材料中的應(yīng)用開辟了一新的領(lǐng)域。下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。


圖I本發(fā)明實施例2所制得的金納米顆粒的TEM照片。
具體實施方式
金、銀、鉬貴金屬納米顆粒制備的實施案例 實施例I
步驟I,將O. Ig改性膠原蛋白(市售)溶于IOOmL去離子水中，加熱至60°C并攪拌； 步驟2，用鹽酸和氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)步驟I中溶液pH=l ；
步驟3，向步驟2中加入O. 5mL O. lwt%的氯金酸溶液，60°C下反應(yīng)24h，得到金納米膠體。實施例2
步驟I,將O. Ig改性膠原蛋白溶于IOOmL去離子水中，加熱至80°C并攪拌；
步驟2，用鹽酸和氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)步驟I中改性膠原蛋白溶液pH=3，
步驟3，向步驟2中加入50 μ L O. lwt%的氯金酸鈉溶液，80°C下反應(yīng)48h，得到金納米膠體，金納米顆粒的TEM照片如圖I所示。實施例3
步驟I,將O. Ig改性膠原蛋白溶于IOOmL去離子水中，加熱至60°C并攪拌；
步驟2，用鹽酸和氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)步驟I中改性膠原蛋白溶液pH=5 ；
步驟3，向步驟2中加入I μ L O. lwt°/c^硝酸銀溶液，60°C下反應(yīng)12h，得到銀納米膠體。實施例4
步驟I,將O. Ig改性膠原蛋白溶于IOOmL去離子水中，加熱至100°C并攪拌；
步驟2，用鹽酸和氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)步驟I中改性膠原蛋白溶液pH=8 ；
步驟3，向步驟2中加入200 μ L O. lwt%的醋酸銀溶液，100°C下反應(yīng)48h，得到銀納米膠體。實施例5
步驟I,將O. Ig改性膠原蛋白溶于IOOmL去離子水中，加熱至80°C并攪拌；
步驟2，用鹽酸和氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)步驟I中改性膠原蛋白溶液pH=5 ；
步驟3，向步驟2中加入30 μ L O. lwt%的氯鉬酸溶液，80°C下反應(yīng)36h，得到鉬納米膠體。實施例6
步驟I,將O. Ig改性膠原蛋白溶于IOOmL去離子水中，加熱至100°C并攪拌；步驟2，用鹽酸和氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)步驟I中改性膠原蛋白溶液pH=7 ；
步驟3，向步驟2中加入40 μ L O. lwt%的氯鉬酸鉀溶液，100°C下反應(yīng)36h，得到鉬納米膠體。實施例7
步驟1，將IOg改性膠原蛋白溶于90mL去離子水中，加熱至60°C并攪拌；
步驟2，用鹽酸和氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)步驟I中改性膠原蛋白溶液pH=l ；
步驟3，向步驟2中加入IOOyL O. lwt%的氯金酸溶液，60°C下反應(yīng)24h，得到金納米膠體。實施例8
步驟1，將IOg改性膠原蛋白溶于90mL去離子水中，加熱至80°C并攪拌；
步驟2，用鹽酸和氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)步驟I中改性膠原蛋白溶液pH=3 ；
步驟3，向步驟2中加入O. 5mL O. lwt%的氯金酸鈉溶液，80°C下反應(yīng)48h，得到金納米膠體。實施例9
步驟1，將IOg改性膠原蛋白溶于90mL去離子水中，加熱至60°C并攪拌；
步驟2，用鹽酸和氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)步驟I中改性膠原蛋白溶液pH=5 ；
步驟3，向步驟2中加入100 μ L O. ^^%的硝酸銀溶液，60°C下反應(yīng)12h，得到銀納米膠體。實施例10
步驟1，將IOg改性膠原蛋白溶于90mL去離子水中，加熱至100°C并攪拌；
步驟2，用鹽酸和氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)步驟I中改性膠原蛋白溶液pH=8 ；
步驟3，向步驟2中加入200 μ L O. lwt%的醋酸銀溶液，100°C下反應(yīng)48h，得到銀納米膠體。實施例11
步驟1，將IOg改性膠原蛋白溶于90mL去離子水中，加熱至80°C并攪拌；
步驟2，用鹽酸和氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)步驟I中改性膠原蛋白溶液pH=5 ；
步驟3，向步驟2中加入300 μ L O. 1 丨％的氯鉬酸溶液，80°C下反應(yīng)36h，得到鉬納米膠體。實施例12
步驟1，將IOg改性膠原蛋白溶于90mL去離子水中，加熱至100°C并攪拌；
步驟2，用鹽酸和氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)步驟I中改性膠原蛋白溶液pH=7 ；
步驟3，向步驟2中加入400 μ L O. lwt%的氯鉬酸鉀溶液，100°C下反應(yīng)36h，得到鉬納米膠體。金-銀(Au-Ag)和銀-鉬(Ag-Pt)雙貴金屬納米顆粒制備的實施案例 實施例13
步驟I,將O. Ig改性膠原蛋白溶于IOOmL去離子水中，加熱至60°C并攪拌；
步驟2，用鹽酸和氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)步驟I中改性膠原蛋白溶液pH=l ；
步驟3，向步驟2中加入200 μ L O. lwt%的氯金酸溶液，60°C下反應(yīng)12h，得到Au納米膠體；步驟4，向步驟3中加入300 μ L O. ^^%的硝酸銀溶液，60°C下繼續(xù)反應(yīng)12h，得到雙金屬Ag-Au納米膠體。實施例14
步驟I,將O. Ig改性膠原蛋白溶于IOOmL去離子水中，加熱至80°C并攪拌；
步驟2，用鹽酸和氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)步驟I中改性膠原蛋白溶液pH=3 ；
步驟3，向步驟2中加入20 μ L O. lwt%的氯金酸鈉溶液，80°C下反應(yīng)24h，得到Au納米膠體；
步驟4，向步驟3中加入30 μ L O. lwt%的醋酸銀溶液，80°C下繼續(xù)反應(yīng)24h，得到雙金屬Ag-Au納米膠體。
實施例15
步驟I,將O. Ig改性膠原蛋白溶于IOOmL去離子水中，加熱至70°C并攪拌；
步驟2，用鹽酸和氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)步驟I中改性膠原蛋白溶液pH=5 ；
步驟3，向步驟2中加入IyLO. 05wt%的氯金酸鈉溶液，70°C下反應(yīng)12h，得到Au納米膠體；
步驟4，向步驟3中加入IyLO. 05wt%的硝酸銀溶液，70°C下繼續(xù)反應(yīng)24h，得到雙金屬Ag-Au納米膠體。實施例16
步驟I,將O. Ig改性膠原蛋白溶于IOOmL去離子水中，加熱至100°C并攪拌；
步驟2，用鹽酸和氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)步驟I中改性膠原蛋白溶液pH=8 ；
步驟3，向步驟2中加入100 μ L O. lwt%的氯金酸溶液，100°C下反應(yīng)6h，得到Au納米膠體；
步驟4，向步驟3中加入100 μ L O. ^^%的醋酸銀溶液，100°C下繼續(xù)反應(yīng)6h，得到雙金屬Ag-Au納米膠體。實施例17
步驟I,將O. Ig改性膠原蛋白溶于IOOmL去離子水中，加熱至80°C并攪拌；
步驟2，用鹽酸和氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)步驟I中改性膠原蛋白溶液pH=5 ；
步驟3，向步驟2中加入30 μ L O. lwt%的氯鉬酸溶液，80°C下反應(yīng)12h，得到Pt納米膠
體；
步驟4，向步驟3中加入30 μ L O. lwt%的醋酸銀溶液，80°C下繼續(xù)反應(yīng)12h，得到雙金屬Ag-Pt納米膠體。實施例18
步驟I,將O. Ig改性膠原蛋白溶于IOOmL去離子水中，加熱至80°C并攪拌；
步驟2，用鹽酸和氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)步驟I中改性膠原蛋白溶液pH=7 ；
步驟3，向步驟2中加入20 μ L O. lwt%的氯鉬酸鉀溶液，80°C下反應(yīng)18h，得到Pt納米膠體；
步驟4，向步驟3中加入20 μ L O. lwt%的硝酸銀溶液，80°C下繼續(xù)反應(yīng)18h，得到雙金屬Ag-Pt納米膠體。實施例19
步驟1，將IOg改性膠原蛋白溶于90mL去離子水中，加熱至60°C并攪拌；步驟2，用鹽酸和氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)步驟I中改性膠原蛋白溶液pH=l ；
步驟3，向步驟2中加入50 μ L O. lwt%的氯金酸溶液，60°C下反應(yīng)12h，得到Pt納米膠
體；
步驟4，向步驟3中加入50 μ L O. lwt%的硝酸銀溶液，60°C下繼續(xù)反應(yīng)12h，得到雙金屬Ag-Au納米膠體。實施例20
步驟1，將IOg改性膠原蛋白溶于90mL去離子水中，加熱至80°C并攪拌；
步驟2，用鹽酸和氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)步驟I中改性膠原蛋白溶液pH=3 ；
步驟3，向步驟2中加入250 μ L O. lwt%的氯金酸鈉溶液，80°C下反應(yīng)24h，得到Au納米膠體；
步驟4，向步驟3中加入250 μ L O. lwt%的硝酸銀溶液，80°C下繼續(xù)反應(yīng)24h，得到雙金屬Ag-Au納米膠體。實施例21
步驟1，將IOg改性膠原蛋白溶于90mL去離子水中，加熱至60°C并攪拌；
步驟2，用鹽酸和氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)步驟I中改性膠原蛋白溶液pH=5 ；
步驟3，向步驟2中加入50 μ L O. lwt%的氯金酸溶液，60°C下反應(yīng)6h，得到Au納米膠
體；
步驟4，向步驟3中加入50 μ L O. lwt%的硝酸銀溶液，60°C下繼續(xù)反應(yīng)6h，得到雙金屬Ag-Au納米膠體。實施例22
步驟1，將IOg改性膠原蛋白溶于90mL去離子水中，加熱至100°C并攪拌；
步驟2，用鹽酸和氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)步驟I中改性膠原蛋白溶液pH=8 ；
步驟3，向步驟2中加入100 μ L O. lwt%的氯金酸鈉溶液，100°C下反應(yīng)24h，得到Au納米膠體；
步驟4，向步驟3中加入100 μ L O. lwt%的醋酸銀溶液，IOO0C下繼續(xù)反應(yīng)24h，得到雙金屬Ag-Au納米膠體。實施例23
步驟1，將IOg改性膠原蛋白溶于90mL去離子水中，加熱至80°C并攪拌；
步驟2，用鹽酸和氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)步驟I中改性膠原蛋白溶液pH=5 ；
步驟3，向步驟2中加入150 μ L O. lwt%的氯鉬酸鉀溶液，80°C下反應(yīng)12h，得到Pt納米膠體；
步驟4，向步驟3中加入150 μ L O. ^^%的醋酸銀溶液，80°C下繼續(xù)反應(yīng)24h，得到雙金屬Ag-Pt納米膠體。實施例24
步驟1，將IOg改性膠原蛋白溶于90mL去離子水中，加熱至60°C并攪拌；
步驟2，用鹽酸和氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)步驟I中改性膠原蛋白溶液pH=7 ；
步驟3，向步驟2中加入200 μ L O. lwt%的氯鉬酸溶液，60°C下反應(yīng)36h，得到Pt納米膠體；
步驟4，向步驟3中加入200 μ L O. ^^%的醋酸銀溶液，60°C下繼續(xù)反應(yīng)12h，得到雙金屬Ag-Pt納米膠體。·
權(quán)利要求
1.一種基于改性膠原蛋白的貴金屬納米顆粒的制備方法，其特征在于所述貴金屬納米顆粒包括單貴金屬納米顆粒和雙貴金屬納米顆粒，所述單貴金屬納米顆粒的制備方法包括如下步驟 步驟I、將改性膠原蛋白溶于去離子水中，加熱并攪拌； 步驟2、調(diào)節(jié)步驟I中溶液pH; 步驟3、向步驟2中加入一種貴金屬前驅(qū)體,在60 100°C下反應(yīng),制得單貴金屬納米顆粒膠體； 所述的雙貴金屬納米顆粒是通過在步驟3的產(chǎn)物中加入另一種貴金屬前驅(qū)體，在60 100 °c下繼續(xù)反應(yīng),得到雙貴金屬納米顆粒膠體。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于改性膠原蛋白的貴金屬納米顆粒的制備方法，其特征在于步驟I中所述的改性膠原蛋白是經(jīng)酸或堿部分水解膠原蛋白，所述的加熱溫度為60 100。。。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于改性膠原蛋白的貴金屬納米顆粒的制備方法，其特征在于步驟I中所述的改性膠原蛋白濃度優(yōu)選O. lwt% 10wt%范圍內(nèi)的任一濃度值。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于改性膠原蛋白的貴金屬納米顆粒的制備方法，其特征在于步驟2中所述的pH值為I 8。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于改性膠原蛋白的貴金屬納米顆粒的制備方法，其特征在于所述的貴金屬前驅(qū)體為金氯酸或氯金酸鹽、銀鹽、氯鉬酸或氯鉬酸鹽。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于改性膠原蛋白的貴金屬納米顆粒的制備方法，其特征在于制備單貴金屬納米顆粒的反應(yīng)時間為12 48h ;制備雙貴金屬納米顆粒的總反應(yīng)時間為12 48h。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于改性膠原蛋白的貴金屬納米顆粒的制備方法，其特征在于所述貴金屬前驅(qū)體總量與改性膠原蛋白的質(zhì)量比為IX 10_5 5X 10_3。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于改性膠原蛋白的貴金屬納米顆粒的制備方法，包括包括以下步驟將改性膠原蛋白溶于去離子水中，加熱并攪拌；用鹽酸和氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)膠原蛋白溶液pH值，然后加入一種貴金屬前驅(qū)體，在60～100℃下反應(yīng)，得到單金屬納米顆粒，再加入另一種貴金屬前驅(qū)體，在60～100℃下繼續(xù)反應(yīng)，得到雙貴金屬納米膠體，通過改變改性膠原蛋白溶液的pH來調(diào)控納米顆粒的尺寸，開拓納米顆粒制備方法的新研究領(lǐng)域；由于膠原蛋白中多個氨基酸序列對Au、Ag納米顆粒有強烈的綁定作用,貴金屬納米顆粒膠體抗鹽和pH的穩(wěn)定性強,為膠原蛋白在生物材料中的應(yīng)用開辟了一新的領(lǐng)域。
文檔編號B22F9/24GK102935519SQ20121044086
公開日2013年2月20日 申請日期2012年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月6日
發(fā)明者劉穎, 劉孝恒, 姚霞喜, 汪信, 楊緒杰, 陸路德 申請人:南京理工大學(xué)